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May 08, 2023

자유전자를 갖는 양자광학

개요: 최근까지 양자광학 분야에서는 빛의 상호작용에 초점을 맞춘 연구가 진행되었습니다.

추상적인: 최근까지 양자 광학 분야의 연구는 원자, 양자점, 비선형 광학 결정과 같은 결합 전자 시스템과 상호 작용하는 빛에 중점을 두었습니다. 대조적으로, 자유 전자 시스템은 에너지 분포가 연속적이고 불연속적이므로 조정 가능한 전환 및 선택 규칙을 허용하므로 근본적으로 다른 물리적 현상을 가능하게 합니다.

자유 전자의 양자 상호 작용과 관련된 최근의 이론 및 실험적 혁신은 자유 전자 양자 광학이라는 흥미롭고 새로운 분야를 탄생시켰습니다. 우리는 나노 규모에서 자유 전자 양자 광학을 탐색하기 위한 플랫폼을 개발하고 이를 사용하여 자유 전자와 광자 공동 및 광자의 양자 통계와의 최초의 일관된 상호 작용을 입증했습니다.

이러한 기능은 자유 전자를 양자 정보의 전달자로 사용하는 새로운 길을 열어줍니다. 자유 전자는 슈뢰딩거 고양이 상태 및 GKP 상태와 같은 내결함성 양자 계산 및 통신에 사용되는 원하는 포토닉스 상태에 대한 양자 광학 소스로 나타납니다.

자유전자를 이용한 양자광학의 개념은 전자현미경의 새로운 양상을 촉진합니다. 우리는 전자현미경에서 응집성 증폭의 첫 번째 사례를 시연했습니다. 우리의 비전은 물질의 기존 이미징을 넘어 물질의 응집성 양자 상태를 이미지화하고 개별 양자 시스템 간의 양자 상관관계를 조사하여 일관성을 이미지화할 수 있는 현미경을 개발하는 것입니다.